Физика

Электронный чип впервые охладили ниже милликельвина

Крошечный электронный чип, охлажденный до экстремально низкой температуры

Qutech/TU Delft/Indicator.Ru

Физики впервые создали работающее электронное устройство, температура которого ниже одной тысячной кельвина. Авторам удалось поддерживать температуру ниже 700 микрокельвинов в течение 85 часов. Исследователи считают, что достижение позволит реализовать новые эксперименты по изучению квантовых эффектов. Препринт опубликован на сервере arXiv.org, о результатах было доложено на съезде Американского физического общества.

Многие квантовые эффекты, такие как сверхтекучесть, проявляются только при охлаждении материи до экстремально низких температур. Обычно физики охлаждают однородные тела или разреженные атомарные газы, для которых разработаны эффективные методы отвода энергии. Однако в электронных устройствах также предсказываются специфические квантовые эффекты, но подобные объекты охлаждать намного труднее, так как для их работы необходимо постоянное взаимодействие с внешними телами, а внутри них текут электрические токи, вырабатывающие тепло.

В новой работе физики впервые добились охлаждения работающего электронного устройства до 420 микрокельвинов. Для этого они использовали метод адиабатического размагничивания, которые заключается в изменении температуры некоторых тел под воздействием переменного магнитного поля. В данном исследовании ученые использовали небольшие кусочки индия, размещенные на поверхности чипа.

Одним из направлений, в которых может пригодиться новое достижение, являются квантовые вычисления. Для реализации подобных устройств необходимо, чтобы расстояние между энергетическими уровнями электронов в веществе оказывалось больше характерной термической энергии, для чего и нужно экстремально охлаждение. Температура связана с хаотическим движением частиц, поэтому ее высокие значения приводят к большому количеству взаимодействий и разрушению квантовых свойств. Существующие сегодня квантовые компьютеры обычно охлаждают до нескольких милликельвинов, но еще более низкие температуры позволят дольше сохранять квантовые состояния, что позволит проводить более сложные вычисления и уменьшить возникающие ошибки.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.